CN105692651A - 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛 - Google Patents

一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛 Download PDF

Info

Publication number
CN105692651A
CN105692651A CN201610213470.5A CN201610213470A CN105692651A CN 105692651 A CN105692651 A CN 105692651A CN 201610213470 A CN201610213470 A CN 201610213470A CN 105692651 A CN105692651 A CN 105692651A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molecular sieve
potash feldspar
microwave hydrothermal
raw material
naoh
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610213470.5A
Other languages
English (en)
Inventor
茹广川
欧阳海波
周镇峰
法敏岐
许占位
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Daqin Potassium Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Daqin Potassium Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Daqin Potassium Co Ltd filed Critical Shaanxi Daqin Potassium Co Ltd
Priority to CN201610213470.5A priority Critical patent/CN105692651A/zh
Publication of CN105692651A publication Critical patent/CN105692651A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
    • C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
    • C01B39/20—Faujasite type, e.g. type X or Y
    • C01B39/22—Type X
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

Abstract

本发明公开了一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法及由该方法制得的13X分子筛，属于人工合成沸石技术领域。采用的技术方案是：将提纯钾长石矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中；经分段式微波水热反应即微波水热活化及微波水热晶化反应，将反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛。本发明具有制备工艺简单、效率高、成本低、产品性能优异的特点，实现了钾长石综合利用，有效提升了钾长石的附加值。

Description

一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法及由该方法制得的13X分子筛
技术领域
本发明属于人工合成沸石技术领域，具体涉及一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法及由该方法制得的13X分子筛。
背景技术
沸石分子筛是一种呈架状结构的多孔性的含水铝硅酸盐，无毒、无臭、性能稳定、表面积大，有较强的吸附性、交换性和催化性，被广泛应用于建材、化工、造纸、轻工、环保、电子和食品工业等，尤其在环保方面，显示出其巨大的应用潜力。
钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)是一种重要的铝硅酸盐矿物，也是是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾资源，其铝硅比为3.5～4.0之间，非常适合于制备X分子筛。近年来，随着我国对钾岩石进行综合利用的深加工研究的重视，使得钾长石合成分子筛成为研究热点。中国地质大学的马宏文教授以沙县钾长石矿为原料成功合成了13X分子筛。福建师范大学化学与材料学院的颜桂炀等人以沙县钾长石矿为原料合成了X分子筛，其化学结构，硅铝比与商业13X分子筛相似，吸附量达到了国家化学工业产品标准。
然而，上述钾长石合成13X分子筛的工艺流程较为复杂，涉及到矿石的破碎筛分、焙烧活化、除杂、晶种配制、反应物配制、水热合成等多个步骤，使得分子筛合成的成本大幅提高。
鉴于以上缺陷，实有必要提供一种可以解决以上技术问题的方法以制备X分子筛的方法。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法及由该方法制得的13X分子筛，该方法采用一步水热的方法实现了X分子筛的合成，简化了制备流程，提高了制备效率，降低了制备成本。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨、筛分、磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇加入微波水热釜中；其中，提纯矿粉与NaOH的质量比为1:(1.5～2)，水与NaOH的摩尔比为(20～30)：1；
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为200～250℃，反应时间为2～6小时；第二步为微波水热晶化反应，反应温度为100～150℃，反应时间为4～8小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤、烘干，得到13X分子筛。
所述步骤2)中水与乙醇的体积比为(3～4):1。
所述步骤2)中微波水热釜的填充度为50～60％。
所述步骤4)中烘干是采用微波进行的。
步骤4)所述的烘干条件为：在100～150℃下干燥20min。
一种13X分子筛，该分子筛的直径为3～5μm，比表面积达到500m2/g以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)采用钾长石矿来制取X分子筛，实现了天然矿物的综合化利用，提升了天然矿物的附加值，降低了X分子筛的制造成本，并且该分子筛具有较好的吸附性能；
2)采用分段式微波水热的方式在高温高压下先实现钾长石的活化，在低温段实现了分子筛的晶化，简化了制备工艺及流程，有效的提高了制备效率；
3)在微波水热活化中加入乙醇作为活化助剂，一方面可以同时乙醇的加入可以提高水热体系的压力，使得钾长石的分解效率更高；另一方面可以利用乙醇在水热体系中的活性，加速分子筛的合成，降低合成分子筛的粒径，提高分子筛的比表面积；
4)本发明制得13X分子筛的颗粒直径在3～5μm左右，粒径分布均匀，比表面积可以达到500m2/g以上，可以实现工业化生产。
本发明具有制备工艺简单、效率高、成本低、产品性能优异的特点，实现了钾长石综合利用，有效提升了钾长石的附加值。
附图说明
图1是本发明实施例3制备的分子筛的扫描电镜(SEM)照片；
图2是本发明实施例3制备的分子筛的氮气吸附脱附曲线。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨，筛分，磁选，得到大于300目的提纯矿粉；即过300目筛，取筛下物。
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中。提纯矿粉与NaOH的质量比为1:1.5；水、NaOH的摩尔比(n(H2O)/n(NaOH))为20：1；水与乙醇的体积比为3:1；微波水热釜的填充度为50％。
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为200℃，反应时间为2小时；第二步为微波水热晶化反应；反应温度为100℃，反应时间为4小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛；其中，烘干条件为：在100℃下微波干燥20min。
所制备的分子筛的比表面积达到500m2/g以上。
实施例2
一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨，筛分，磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中。提纯矿粉与NaOH的质量比为1:1.7；水、NaOH的摩尔比(n(H2O)/n(NaOH))为22：1；水与乙醇的体积比为3.2:1；微波水热釜的填充度为55％。
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为220℃，反应时间为3小时；第二步为微波水热晶化反应；反应温度为120℃，反应时间为5小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛；其中，烘干条件为：在120℃下微波干燥20min。
实施例3
一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨，筛分，磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中。提纯矿粉与NaOH的质量比为1:1.8；水、NaOH的摩尔比(n(H2O)/n(NaOH))为24：1；水与乙醇的体积比为3.4:1；微波水热釜的填充度为50％。
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为240℃，反应时间为4小时；第二步为微波水热晶化反应；反应温度为140℃，反应时间为6小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛；其中，烘干条件为：在130℃下微波干燥20min。
参照图1所示，其是本发明实施例3制备的分子筛的扫描电镜(SEM)照片。由图可以看出：本发明制备的分子筛，颗粒直径在3～5μm左右，粒径分布均匀。图2是本发明实施例3制备的分子筛的氮气吸附脱附曲线。由图可以看出：本发明所制备的分子筛存在较大的吸附脱附滞后环，表明所制备的分子筛具有较好的吸附性能。
实施例4
一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨，筛分，磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中。提纯矿粉与NaOH的质量比为1:1.6；水、NaOH的摩尔比(n(H2O)/n(NaOH))为28：1；水与乙醇的体积比为3.8:1；微波水热釜的填充度为60％。
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为230℃，反应时间为5小时；第二步为微波水热晶化反应；反应温度为130℃，反应时间为7小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛；其中，烘干条件为：在140℃下微波干燥20min。
实施例5
一种钾长石为原料制备13X分子筛的方法，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨，筛分，磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇，按照配比加入微波水热釜中。提纯矿粉与NaOH的质量比为1:2；水、NaOH的摩尔比(n(H2O)/n(NaOH))为30：1；水与乙醇的体积比为4:1；水热反应釜的填充度为60％。
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为250℃，反应时间为6小时；第二步为微波水热晶化反应；反应温度为150℃，反应时间为8小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤，烘干，得到的固相产物即为13X分子筛；其中，烘干条件为：在150℃下微波干燥20min。
本发明制得的固相产物中13X分子筛的含量可以达到90％以上，颗粒直径在3-5μm左右，粒径分布均匀，比表面积可以达到500m2/g以上，可以实现工业化生产。
本发明以钾长石为原料制备13X分子筛的方法至少具有以下优点：采用钾长石矿来制取X分子筛，实现了天然矿物的综合化利用，提升了天然矿物的附加值，降低了X分子筛的制造成本；采用分段式微波水热的方式在高温高压下先实现钾长石的活化，在低温段实现了分子筛的晶化，简化了制备工艺及流程，有效的提高了制备效率；在微波水热活化中加入乙醇作为活化助剂，一方面乙醇的加入可以提高水热体系的压力，使得钾长石的分解效率更高；另一方面可以利用乙醇在水热体系中的活性，加速分子筛的合成，降低合成分子筛的粒径，提高分子筛的比表面积；本发明具有制备工艺简单、效率高、成本低、产品性能优异的特点，实现了钾长石综合利用，有效提升了钾长石的附加值。

Claims (6)

1.一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将钾长石矿粉球磨、筛分、磁选，得到大于300目的提纯矿粉；
2)将提纯矿粉、NaOH、水、乙醇加入微波水热釜中；其中，提纯矿粉与NaOH的质量比为1:(1.5～2)，水与NaOH的摩尔比为(20～30)：1；
3)微波水热反应为分段式反应，第一步为微波水热活化反应，反应温度为200～250℃，反应时间为2～6小时；第二步为微波水热晶化反应，反应温度为100～150℃，反应时间为4～8小时；
4)将微波水热后的反应产物抽滤、烘干，得到13X分子筛。
2.根据权利要求1所述的一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，其特征在于，所述步骤2)中水与乙醇的体积比为(3～4):1。
3.根据权利要求1所述的一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，其特征在于，所述步骤2)中微波水热釜的填充度为50～60％。
4.根据权利要求1所述的一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，其特征在于，所述步骤4)中烘干是采用微波进行的。
5.根据权利要求4所述的一种以钾长石为原料制备13X分子筛的方法，其特征在于，步骤4)所述的烘干条件为：在100～150℃下干燥20min。
6.一种根据权利要求1所述方法制得的13X分子筛，其特征在于，该分子筛的直径为3～5μm，比表面积达到500m2/g以上。
CN201610213470.5A 2016-04-07 2016-04-07 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛 Pending CN105692651A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610213470.5A CN105692651A (zh) 2016-04-07 2016-04-07 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610213470.5A CN105692651A (zh) 2016-04-07 2016-04-07 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105692651A true CN105692651A (zh) 2016-06-22

Family

ID=56219437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610213470.5A Pending CN105692651A (zh) 2016-04-07 2016-04-07 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105692651A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108217672A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 中国石油天然气股份有限公司 一种β分子筛的制备方法
CN116692896A (zh) * 2023-06-13 2023-09-05 潍坊学院 一种缓冲气囊多孔固体填充剂及其应用
CN116854105A (zh) * 2023-07-21 2023-10-10 河南科技大学 一种低硅x型分子筛和a型分子筛及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103172080A (zh) * 2013-03-27 2013-06-26 南京理工大学 一种介孔分子筛的制备方法
CN104370294A (zh) * 2013-08-15 2015-02-25 中国石油天然气股份有限公司 一种分段晶化合成Beta沸石的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103172080A (zh) * 2013-03-27 2013-06-26 南京理工大学 一种介孔分子筛的制备方法
CN104370294A (zh) * 2013-08-15 2015-02-25 中国石油天然气股份有限公司 一种分段晶化合成Beta沸石的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏思奇 等: "异丙醇对合成 13X 分子筛的结构和吸附性能的影响", 《精细化工》 *
杭春燕 等: "乙醇辅助剂对MCM-22分子筛结构及催化性能的影响", 《化学反应工程与工艺》 *
赵晶星 等: "低温条件下微波对钾长石溶出性能影响的微观机理分析", 《化工进展》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108217672A (zh) * 2016-12-14 2018-06-29 中国石油天然气股份有限公司 一种β分子筛的制备方法
CN108217672B (zh) * 2016-12-14 2020-02-14 中国石油天然气股份有限公司 一种β分子筛的制备方法
CN116692896A (zh) * 2023-06-13 2023-09-05 潍坊学院 一种缓冲气囊多孔固体填充剂及其应用
CN116854105A (zh) * 2023-07-21 2023-10-10 河南科技大学 一种低硅x型分子筛和a型分子筛及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6254845B1 (en) Synthesis method of spherical hollow aluminosilicate cluster
CN100563829C (zh) 整体式负载型碳分子筛催化剂及其制备方法应用
CN104248985B (zh) 球形蒙脱石介孔复合载体和负载型催化剂及其制备方法和应用以及乙酸乙酯的制备方法
CN104248991B (zh) 球形蒙脱石介孔复合载体和负载型催化剂及其制备方法和应用以及乙酸乙酯的制备方法
CN101205067B (zh) 20～100微米液相色谱用微球形硅胶及其制备方法
CN105600779B (zh) 用造纸黑液制备自组装全碳三维石墨烯的方法
CN109336129B (zh) 一种伊利石无模板合成多级孔zsm-5沸石分子筛的方法
CN104248979B (zh) 球形介孔二氧化硅复合载体和催化剂及其制备方法和应用以及乙酸乙酯的制备方法
CN104276595A (zh) 一种碱式氯化锌的制备方法
CN109107526B (zh) 一种以粉煤灰为原料同步合成沸石及ldh的方法
CN104248989B (zh) 球形介孔海泡石复合载体和催化剂及其制备方法和应用以及乙酸乙酯的制备方法
CN105692651A (zh) 一种以钾长石为原料制备13x分子筛的方法及由该方法制得的13x分子筛
CN108928834B (zh) Mcm-41介孔分子筛及其制备方法和应用
CN106540736A (zh) 一种低浓度乙醇脱水制乙烯的多级孔分子筛催化剂及其制备方法和应用
CN104190465B (zh) 一种sapo-5分子筛负载金属氧化物的光催化剂
CN103214006A (zh) 一种核壳结构复合沸石的制备方法
CN107032368A (zh) 一种具有共生结构的mtw沸石纳米棒及其制备方法
CN110759705A (zh) 复合功能型陶粒的制备方法
CN105523558A (zh) 一种粉煤灰资源化综合利用工艺
CN104888708A (zh) 玉米皮基三维多级孔结构碳材料及其制备方法
CN102091647B (zh) 磷酸盐修饰的小粒径NaY分子筛催化剂及其制法和用途
CN107055566A (zh) 一种3a分子筛及其加工工艺
CN110615442B (zh) 一种用于合成5-羟甲基糠醛的zsm-5/mor复合沸石单块及其制备
CN103265036A (zh) 一种常温条件制备纳米二氧化硅材料的方法
CN104248973B (zh) 一种负载型磷钨酸催化剂及其制备方法和应用以及环己酮丙三醇缩酮的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160622

RJ01 Rejection of invention patent application after publication